浅谈建筑结构设计中地基基础设计注意事项

关洁欣

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建筑结构基础是建筑安全的保障。在整个建筑结构中，基础将上部荷载均匀传递给地基，使建筑上部结构有了依托，使整个建筑更为稳固可靠。如果基础设计不科学、不合理，将引发严重的不均匀沉降、地下室上浮、墙体开裂等问题，最终造成房屋倒塌。因此，建筑结构地基基础设计是整个施工建设活动中的关键环节，做好建筑地基基础设计具有重要意义。

1 地基基础设计的价值与依据

（1）地基基础设计的价值。根据建筑行业统计信息显示，在我国当前建筑工程中，地基基础工程的成本消耗最高可占整个建筑成本的20%以上，且基础部分的施工耗时也相对较长，因此建筑地基基础设计对于建筑结构设计而言十分重要，甚至影响了整个工程建设。为了确保地基基础的承载能力和稳定性，需要在设计中加入地基优化处理措施，由此产生了更大的成本压力，设计人员在完成设计任务时，需要结合工程实际，对建筑基础进行合理优化，并且预设多个方案进行对比推演，直至选择最佳方案，以此控制工程建设成本，降低施工难度，保证工程质量与效益[1]。

（2）地基基础设计的依据。建筑物的用途、功能、结构根据实际需求而定，不同的建筑工程的种类和要求各有区别，建筑地基基础在设计时，必须考虑到建筑物的实际需求，同时也要考虑到现场的地质条件以及周边建筑或其他事物的客观影响，同时也要参考建筑物上部结构的自重、外部形态、材料等。此外，在设计阶段相关的技术工艺标准、建筑工程成本等也是影响设计方案的重要因素。

2 地基基础设计的注意事项

（1）设计原则。地基基础设计的原则包括：①安全原则，地基设计时，所要考虑的不仅是建筑物本身的稳定性和安全性，同时需要注重施工阶段的风险控制，即以便捷施工为主，同时合理配置技术门类，减少施工环节的错漏。②经济原则，设计的初衷是为了实现建筑目标，而在设计时需要对基础的相应数值进行推算，妥善处理好质量、进度、成本的关系，合理利用资源提高工程的经济效益。③功能原则，基础设计需要以实现建筑工程的使用价值为基础，同时还应预留建筑的后期功能拓展需求，如多元化通信网络建设、区域公共空间高效利用等。④环保原则，设计应当顺应时代的发展，践行低碳节能的理念，多使用环保材料。要满足以上原则，就必须严格遵守国家和行业相关的规定与要求，把控地基承载力上限、沉降值、变形值、刚度等，一旦出现软土等不良地基时则需要安排具体处理措施。

（2）设计难点。在具体的工程设计中，沉降缝的存在可以有效防止地基沉降带来的建筑物局部破坏，对于建筑物结构不均匀沉降、错动、开裂、拉张等现象都有抑制效果，但是沉降缝在设计之后，地基因为受力较大或自身承载性不足，导致沉降缝处出现应力叠加，进而形成了原地基土层异常受力而出现剪切性破坏，尤其是在高层建筑中，此类破坏可能因为上部结构的施压而加深破坏程度。且沉降缝的设置以后，会对建筑结构局部产生影响，如后期设施和设备的安装、使用等会因此进行调整，因此沉降缝的设计必须配合地基处理技术，并且设置的方案应当建立在对建筑功能预设和地基性能监测数据之上。此外，依靠基础桩解决建筑底部受力分解问题时，受力桩的持力层应当进行优化，可选择下部岩层或较硬的土层作为持力层，且桩坑深度应尽量较深以保证充分受力，如果现场有液化土层，则应当保证桩坑在液化土层之下，必要时应提前进行桩身抗拔测算[2]。

（3）优化思路。结合前文情况，在进行基础设计时考虑对其受力和散力性能进行优化，增加底部基础的整体性，即使用刚性基础设计增加建筑基础的底面积。如果建筑的地基基础的底面积超出了刚性角控制区间，可能引起刚性角异变而出现拉力增大，最终损害了基础层结构，此时需要在基础混凝土结构的底部，增加底部的抗拉性能，并且利用钢筋材料增加底部在一定范围的抗弯性能，削减刚性角带来的限制性效果。在融入此类设计的建筑基础方案中，扩散部分的构造一般要求为：基础的垫层厚度应控制在至少10cm以上，且垫层混凝土强度应达到C10以上，底部增加的扩充层应当设置为阶梯形以提高受力传递能力，单阶的高度保持在40cm±5cm，边缘处的厚度下限值应当控制在20cm以上，扩充部位的混凝土强度等级应当在C20以上，所选用的钢筋Φ≥10mm，受力筋间距为15cm±5cm。底部钢筋条应当交错布置，保持“十”形或“T”形，受力方向应当统一，且柱下和墙下的独立基础在达到250cm以上时，受力筋的长度取值控制在混凝土边际数值的0.9倍。

在边坡条件不稳定时，必须在保证地基平坦的基础上强化基础设计，提高基础的抗损坏能力，除了常用的桩基础方案之外，可以使用强化地下室顶部设计的方法，条件允许情况下则将地下室与边坡岩石或土体进行镶嵌结合，以增加建筑的整体抗位移、抗震属性，结合抗滑移和倾覆测算之后，可以适当增加挡土结构、预应力锚、横向抗拉桩等，对于山顶处的建筑考虑鞭梢效应最大的情况，应适当增加辅助设计强度。根据《抗震设计规范》地震影响放大系数计算为：其中为山顶地震影响放大系数，为地震参数增幅，α为调整系数。风载荷放大修正计算为：为标准系数，tanα为迎风侧坡度，H坡高度。经综合计算之后的数值融入设计测算，综合验算设计的基础数值是否符合客观环境的要求，并调整桩和相关加固设计的密度和强度[3]。

3 结束语

做好地基基础设计，运用恰当的施工技术，对保证建筑物的质量有重要的作用，同时也保证了人们的生命财产安全。设计人员应科学合理地设计，施工人员应运用科学的施工技术，通过设计与施工的密切配合，为建筑物打下坚实的基础。